Ejemplos de poleas fijas
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Este operador consiste en una polea cuyo eje se mueve. Se compone, como mínimo, de los siguientes operadores: Su constitución es similar a la de la polea fija de gancho, diferenciándose únicamente en su forma de funcionamiento: el sistema gancho-armadura-eje permite que la carga cuelgue de ella y la arrastre en su movimiento, de manera que al tirar de la cuerda la polea se mueve arrastrando la carga.
Podemos ver que la polea móvil cuelga de dos tramos de cuerda; además vemos que la resistencia (FR o R) tira hacia abajo, mientras que la potencia (FA o P) y la tensión (T) lo hacen hacia arriba, por tanto, en este mecanismo:
Así, la polea en movimiento tiene siempre una ganancia mecánica i = 2 . El funcionamiento de este sistema técnico se caracteriza por: El inconveniente de este conjunto es que para elevar la carga tenemos que utilizar una fuerza ascendente, que es especialmente incómoda e ineficaz. Para solucionar esto, se utiliza en forma de aparejo (una combinación de poleas fijas y móviles).
Al tratarse de un mecanismo con ganancia mecánica (utilizando pequeñas potencias se pueden vencer mayores resistencias), se utiliza para reducir el esfuerzo necesario para levantar o mover cargas. Suele encontrarse en máquinas como grúas, carretillas, ascensores… Suele encontrarse como parte de mecanismos más complejos llamados polipastos .
Ejemplos de poleas móviles simples
Una polea es una rueda situada en un eje o árbol que está diseñada para soportar el movimiento y el cambio de dirección de un cable o una correa tensada, o la transferencia de energía entre el eje y el cable o la correa. En el caso de una polea apoyada en un armazón o carcasa que no transfiere potencia a un eje, sino que se utiliza para guiar el cable o ejercer una fuerza, la carcasa de soporte se denomina bloque, y la polea puede llamarse polea.
Los primeros indicios de la existencia de poleas se remontan al Antiguo Egipto en la duodécima dinastía (1991-1802 a.C.)[1] y a Mesopotamia a principios del segundo milenio a.C.[2] En el Egipto romano, Héroe de Alejandría (c. 10-70 a.C.) identificó la polea como una de las seis máquinas simples utilizadas para levantar pesos[3] Las poleas se ensamblan para formar un bloque y una polea con el fin de proporcionar una ventaja mecánica para aplicar grandes fuerzas. Las poleas también se ensamblan como parte de las transmisiones por correa y cadena con el fin de transmitir la potencia de un eje giratorio a otro[4][5] Las Vidas Paralelas de Plutarco relatan una escena en la que Arquímedes demostró la eficacia de las poleas compuestas y del sistema de bloque y aparejo utilizando una de ellas para tirar de un barco completamente cargado hacia él como si se deslizara por el agua[6].
Polea fija y polea móvil
Los alumnos continúan explorando la historia de la construcción de una pirámide, aprendiendo sobre la máquina simple llamada polea. Aprenden cómo se puede utilizar una polea para cambiar la dirección de las fuerzas aplicadas y mover/levantar objetos extremadamente pesados, y las poderosas ventajas mecánicas de utilizar un sistema de poleas múltiples. Los alumnos realizan una sencilla demostración para ver las ventajas mecánicas del uso de una polea, e identifican las aplicaciones de las poleas en la ingeniería moderna. En una actividad práctica, ven cómo una polea puede cambiar la dirección de una fuerza, la diferencia entre poleas fijas y móviles, y la ventaja mecánica obtenida con poleas múltiples / combinadas. También aprenden las muchas maneras en que los ingenieros utilizan las poleas para fines cotidianos.
Los ingenieros son expertos en explotar las ventajas de las máquinas simples en todo tipo de aplicaciones del mundo real que benefician a la sociedad. Incorporan las ventajas mecánicas de las poleas en el diseño de muchas estructuras, máquinas, productos y herramientas de hoy en día, como grúas, ascensores, astas de bandera, tirolinas, motores, anillos/cadenas de bicicleta, tendederos, cubos/cuerdas de pozos de agua, dispositivos de escalada, persianas y barcos de vela/pesca. Utilizando múltiples poleas junto con motores y componentes electrónicos, los ingenieros crean complejos dispositivos modernos que realizan mucho trabajo con muy poca energía.
Ejemplos de poleas móviles
¿Qué tienen en común los ascensores, las grúas y las máquinas para levantar pesos? Descúbrelo en esta lección, en la que exploraremos un tipo concreto de máquina simple y sus ventajas e inconvenientes.
¿Qué es una polea móvil? Imagina que estás en el último piso de un gigantesco rascacielos. Tienes que llegar al piso 25 del edificio. ¿Cuál es la mejor manera de hacerlo? Por supuesto, podrías subir por las escaleras (lo que sería una excelente fuente de ejercicio cardiovascular), pero eso va a suponer un gran esfuerzo y te llevará mucho tiempo. Otra opción sería tomar el ascensor, que puede llevarte hasta el piso 25 en menos de un minuto. ¿Cómo es posible que el ascensor te traslade tan rápido? Porque tiene una gigantesca polea móvil en su interior.
Al igual que otros tipos de poleas, las poleas móviles están formadas por una rueda y una cuerda. La rueda tiene una pequeña hendidura, o ranura, alrededor de la cual puede caber la cuerda (algo así como la forma en que un perrito caliente descansa en un bollo). Aunque no parezca gran cosa, una polea facilita mucho el levantamiento de cargas pesadas (u objetos que deban moverse). Lo que hace única a una polea móvil es que sólo una parte de la cuerda está unida a un objeto fijo, como una barra o una viga. Cuando ambas partes de la cuerda están unidas a un objeto fijo, se habla de una polea fija. Las poleas fijas no se mueven con la carga como las móviles.